[发明专利]一种聚丙烯增刚增韧成核剂及其制备方法

说明书

本发明提供一种聚丙烯增刚增韧成核剂及其制备方法，包括以下重量份的原料：二苄叉山梨醇35~65份、苯二甲酸盐25~45份、增刚助剂5~10份、分散剂1~5份、辛二酸盐5~10份、硬酯酸盐1~5份；其中，所述增刚助剂为重量比为1~10：5~8：3~6：2~6的纳米氧化硅、硅酸钠、玻璃纤维与碳酸钙的混合物。本发明实施例还公开了一种所述的聚丙烯增刚增韧成核剂的制备方法。采用本发明制备的复合成核剂，具有成核高效、成本低的特点，并且在保持均聚聚丙烯刚性和断裂伸长率的同时，大大提高了均聚聚丙烯的韧性。

技术领域

本发明属于高分子化工助剂技术领域，具体涉及一种聚丙烯增刚增韧成核剂及其制备方法。

背景技术

聚丙烯是一种高结晶性聚合物，加工过程中熔体结晶速度较慢，易形成球晶，因而影响产品的透明性及制品的冲击强度。成核剂的有效添加可使聚丙烯在较高温度下异相成核，提高结晶速率，同时提高聚丙烯的透明性和表面光泽度以及冲击强度、拉伸强度、模量和热变形温度，进而提升了产品的质量，同时由于结晶速度加快，缩短了成型周期，因而大大提高了企业的效益。由于在聚丙烯中添加成核剂进行改性的工艺简单，添加量少，改性效果明显，因此成核剂的使用日趋广泛。聚丙烯成核剂需具备均匀微细分布，不溶，无毒或低毒，有被聚丙烯快速吸附的结晶面等特点。聚丙烯的晶体形态主要有α(单斜晶)和β(六方晶)等四种晶形，其中α晶是聚丙烯结晶中最为常见和最稳定的一种晶形。α晶密度为0.94g/cm³,熔点约为165℃，它具有增刚、提高热变形温度，抗蠕变，降低浊度等作用。β晶在通常的聚丙烯结晶中含量远小于α晶，β晶密度为0.92g/cm³，熔点约为155℃，在有序程度和热稳定性能方面也低于α晶，β晶型能同时提高聚丙烯制品的抗冲击性能和热变形温度，使聚丙烯制备中存在的难以实现的抗冲击性能和热变形温度同时提高的这对矛盾达到有机的统一。此外，β晶型还赋予聚丙烯制品良好的多孔结构，改善其透气性，可印刷性等。α晶型成核剂是具有诱导聚丙烯树脂以α晶型成核，提高制品的结晶温度，结晶度，结晶速度并使晶粒尺寸细微化功能的成核剂，β晶型成核剂则是能够诱导聚丙烯树脂以β晶型结晶，可提高制品的抗冲击性、热变形温度和多孔率。聚丙烯在添加β晶型成核剂后，冲击强度能得到大幅度的提高，即韧性增加，但此时聚丙烯的拉伸性能和弯曲性能往往有所下降，而α晶型成核剂的加入会显著提高聚丙烯的拉伸和弯曲性能，但其冲击强度会下降。如何同时提高聚丙烯的刚性及韧性成为一个关键问题。

发明内容

基于以上现有技术，本发明的目的在于提供一种增刚和增韧性能都强的聚丙烯增刚增韧成核剂。

为了实现以上目的，本发明采用的技术方案为：一种聚丙烯增刚增韧成核剂，包括以下重量份的原料：二苄叉山梨醇35～65份、苯二甲酸盐25-45份、增刚助剂5～15份、分散剂1～6份、辛二酸盐5～10份、硬酯酸盐1～5份。

作为优选，聚丙烯增刚成核剂，包括以下重量份的原料：二苄叉山梨醇55份、对苯二甲酸盐35份，增刚助剂8份、分散剂4份、辛二酸盐8份、硬酯酸盐3份；其中，所述增刚助剂为重量比为5：7：4：4的纳米氧化硅、硅酸钠、玻璃纤维与碳酸钙的混合物。

本发明采用上述原料的原理在于：本发明提供的聚丙烯增刚增韧成核剂，采用二苄叉山梨醇作为增刚成核剂的主要成分，二苄叉山梨醇是α晶性成核剂，其具备使聚丙烯成核的基本功能，且易分散，但其增刚性能一般；增刚助剂将二苄叉山梨醇的增刚性能进行加强，特别是采用纳米氧化硅、硅酸钠、玻璃纤维与碳酸钙混合得到的增刚助剂，其与二苄叉山梨醇结合后可使聚丙烯的强度提升1.5倍以上；分散剂使原料中的无机成分与有机成分能够均匀分散，苯二甲酸盐、辛二酸盐、硬脂酸盐均为羧酸盐，在聚丙烯中都可以起到β晶型成核剂作用，且具有协同作用，使聚丙烯冲击强度能得到大幅度的提高。与二苄叉山梨醇、增刚助剂结合后，能更进一步提升聚丙烯的力学性能。

作为优化，所述苯二甲酸盐为间苯二甲酸锌，间苯二甲酸钙，间苯二甲酸镁，间苯二甲酸铝，对苯二甲酸镁，对苯二甲酸钙，对苯二甲酸锌，对苯二甲酸铝中的至少一种。